Question

一瓶澄清透明的溶液，可能含有下列離子中的幾種：和Cl^-．對(duì)此溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①將原溶液滴到藍(lán)色石蕊試紙上，試紙呈紅色．②將少量原溶液濃縮后再加入銅片和濃硫酸共熱，有紅棕色氣體生成．③取少量原溶液，加入用硝酸酸化的氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀．④另將③中的沉淀過(guò)濾出來(lái)，向?yàn)V液中加入硝酸銀溶液，生成白色沉淀．⑤取少量原溶液，逐滴加入氫氧化鈉溶液至過(guò)量，先看到生成沉淀，隨之該沉淀部分溶解，并呈紅褐色．
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷：
（1）溶液中肯定存在的離子有______．
（2）溶液中肯定不存在的離子有______．
（3）溶液中不能確定是否存在的離子有______．
（4）對(duì)上述實(shí)驗(yàn)操作如何改進(jìn)，才能確定（3）中的離子是否存在：______．

Answer 1

解：①溶液滴在藍(lán)色石蕊試紙上，試紙呈紅色，說(shuō)明溶液呈酸性，則一定不會(huì)存在HCO₃^-；
②取部分溶液濃縮后加入銅片和濃硫酸共熱，有紅棕色氣體生成，該氣體為NO₂，說(shuō)明溶液中含有NO₃^-，在酸性條件下具有氧化性，則具有還原性的Fe²⁺不存在；
③取少量溶液，加入硝酸酸化的氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀只能是BaSO₄，說(shuō)明溶液中含有SO₄^2-，則一定不存在Ba²⁺；
④將③中的沉淀濾出，濾液中加入硝酸銀溶液，生成白色沉淀，該沉淀是AgCl，因在（3）操作中加入氯化鋇，不能證明原溶液中含有C1^-；
⑤另取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴A性，在滴加過(guò)程先看到生成沉淀，隨之沉淀部分溶解，并呈紅褐色，說(shuō)明原溶液中含有Fe³⁺、Al³⁺；
由于該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有涉及到 NH₄⁺離子的性質(zhì)，則不能證明NH₄⁺離子是否存在，所以原溶液中肯定存在的離子有Fe³⁺、NO₃^-、Al³⁺、SO₄^2-，肯定不存在的離子有 HCO₃^-、Ba²⁺、Fe²⁺，不能確定的離子有NH₄⁺、C1^-，
（1）由上述分析可知，原溶液中肯定存在的離子有Fe³⁺、NO₃^-、Al³⁺、SO₄^2-，故答案為：Fe³⁺、NO₃^-、Al³⁺、SO₄^2-；
（2）由上述分析可知，溶液中肯定不存在的離子有 HCO₃^-、Ba²⁺、Fe²⁺，故答案為：HCO₃^-、Ba²⁺、Fe²⁺；
（3）溶液中不能確定是否存在的離子有NH₄⁺、C1^-，故答案為：NH₄⁺、C1^-；
（4）把操作③中的氯化鋇溶液換成硝酸鋇溶液，再進(jìn)行操作④，可以確定C1^-存在；對(duì)操作⑤中的溶液加熱，把濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，看試紙是否變藍(lán)，即可確定有無(wú)NH₄⁺，
故答案為：把操作③中的氯化鋇溶液換成硝酸鋇溶液，再進(jìn)行操作④，可以確定C1^-存在；對(duì)操作⑤中的溶液加熱，把濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，看試紙是否變藍(lán)，即可確定有無(wú)NH₄⁺．
分析：①將溶液滴在藍(lán)色石蕊試紙上，試紙呈紅色，說(shuō)明溶液呈酸性，與氫離子反應(yīng)的離子不能存；
②取部分溶液濃縮后加入銅片和濃硫酸共熱，有紅棕色氣體生成，該氣體為NO₂，溶液中含有NO₃^-，在酸性條件下具有氧化性，則具有還原性的離子不能存在；
③取少量溶液，加入硝酸酸化的氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀只能是BaSO₄；
④將③中的沉淀濾出，濾液中加入硝酸銀溶液，生成白色沉淀，該沉淀是AgCl，③中加氯化鋇溶液，引入C1^-，但不能證明原溶液含有C1^-；
⑤另取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴A性，在滴加過(guò)程先看到生成沉淀，隨之沉淀部分溶解，并呈紅褐色，說(shuō)明原溶液中含有Fe³⁺、Al³⁺．
點(diǎn)評(píng)：本題考查離子的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，題目難度中等，注意把握常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法與屬于現(xiàn)象，旨在考查學(xué)生的推斷能力與實(shí)驗(yàn)放設(shè)計(jì)能力．